Dimensionamento e Cálculo de Canais Escoadouros
Bioengenharia de Solos
Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)
Note
Slide original contém 2 imagem(ns) ilustrativa(s).
Disciplina: anejo e Conservação da gua e do Solo
Controle de Erosão Hídrica –
Clculo de Canal Escoadouro – Terraços em Gradiente
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS APLICADAS - CCAA DEPARTAENTO DE ENGENHARIA AGRONICA - DEA | | — | — |
Definição: O canal escoadouro é um canal dedimensões apropriadas, rasos e largos, geralmente de pequena declividade e com leito resistente àerosão
Finalidade: Receber gua dos terraços com gradiente e transport-la para fora da rea sem causar problemas de erosão nos terrenos por ondepassa.
Tipos de canal escoadouro: Escoadouro Naturale
EscoadouroArtificial
Localização do CanalEscoadouro
Características da vegetação de revestimento do CanalEscoadouro
- Ser de fcilestabelecimento;
- Ser rustica e de crescimentorpido;
- Dar cobertura completa e uniforme ao solo;e
- Não ser daninha, nem hospedeira de pragas edoenças
ESPECIES
Revestimento docanal:
Grama batatais; Capim quicuiu; gengibre; rodes;centrosema;
kudzu comum ou kudzutropical;
Barreiras ou Dissipadores deenergia
Cana-de-açucar; capim-limão; capimelefante
Revestimento do canal escoadouro: Gramíneas de densidade média com estande ótimo
1° Passo:
Calcular EspaçamentoVertical
EV =( (D/X) + 2) x 0,305(Bentley)
EV= ((10/3,5))x0,305 = 1,46m, se D=(EV/EH) x 100,então:
EH =14,60m,
Logo:
200/14,60 = 14terraços
Determinar o volume (vazão) de gua escoado pelocanal.
Qmax=
𝑪𝑰𝑨
𝟑𝟔𝟎
Emque:
Q = Vazão do canal escoadouro , emm³.𝒔−𝟏;
C= Coeficiente deenxurrada;
I = intensidade de chuva (𝒎𝒎𝒉−𝟏);𝒆
A=Áreadecontribuiçãodeenxurradaparaoterraço(rea
acima dele)(m²).
ÁREA DO TERRAÇO 1 = 500 X 14,60 = 7.300 m² =0,73ha
VAZÃO DO TERRAÇO 1=
Q1 =CIA/360
Q1 = (0,58 x 190 x0,73)/360
Q1 = 0,22m³.𝒔−𝟏
CALCULO PARA CADA TERRAÇOINDIVIDUALENTE
Considerando todos os terraços com mesmo comprimento e largura, então: A1=A2=A3=A4=A5=A6
Se “C” e “I”, permanecem constante,então:
Q2= Q1 + Q1, logo Q2=2Q1 = 2 x 0,22 = 0,44 m³.𝒔−𝟏,então
Q3 = 3 Q1 = 0,66m³.𝒔−𝟏
Então: 14 Q1 = 3,08m³.𝒔−𝟏
Calcular a seção docanal.
Q = S xV
Em que:
Q = Vazão, volume de gua a ser escoado(m³𝒔−𝟏);
V = Velocidade mxima permitida dentro do canal(m³𝒔−𝟏);
S = Área da seção(m²)
Então,se
Q = S xV,
logo
Conhecendo-se Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 e Q6, e sendo V=1,35m.𝒔−𝟏
S1 = 0,22/1,35,então
S1 = 0,16m²,
S2 = Q2/V = 0,32 m2, e assim sucessivamente até o 14ºterraço:
S14 = Q14/V = 2,24m²
Se h =0,25m e Y = 2h, tem-seque
A = (( B + b)/2) xh
S = Q/V
Calculando B1 e b1 para o 1º.Terraço
B = b + 4h , B = b + 4 x 0,25, então B = b +1
Substituindo“B”por “b + 1” e tendo S1 = 0,16 m2 , se S = ((b + 1 + b)/2) xh
então:
0,16 = ((b + 1 + b)/2) x 0,25, então b1 =0,14,
Desse modo se B = b + 1, então B = 0,14 + 1= B1 =1,14
Para o segundo terraço, S2=0,32, logo 0,32 = ((b+1+b)/2) x 0,25 Então : b2=0,78 e B2=1,78
E assim são calculadas as bases maior e menor até o 14º terraço, ou seja:
S14= 2,24
2,24 = ((b+1+b)/2) x 0,25, então b14= 8,46 e B14=9,46
“b”
“B”
S12
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
S1
S13
S14
Q1
Q2=2Q1
Q3=3Q1
Q4=4Q1
Q5=5Q1
Q6=6Q1
Q7=7Q1
Q8=8Q1
Q9=9Q1
Q10=10Q1
Q11=11Q1
Q12=12Q1
Q13=13Q1
Q14=14Q1
** DE ESTACAS**
Calcular a velocidade daenxurrada:
Para calcular a velocidade da enxurrada, emprega-se a fórmula propostaporanning:
𝑹𝟐/𝟑𝒙𝑰𝟏/𝟐
V = 𝒏
Emque:
V = Velocidade média da enxurrada (m𝑠−1);
R = Raio hidrulico(m);
I = Declividade do canal ( m 𝑚−1);e
n = coeficiente derugosidade.
O Raio hidrulico (R) pode ser obtido em quadros, porém, como no exemplo o canal escoadouro não possui seção uniforme em toda sua extensão, essa informação deve ser obtida através da formula:
𝐴
Em que:
R = Raio hidrulico (m);
A = S = Áreada seção transversaldocanal
A=((B+b)/2)xh;
P = Perímetro molhado(m).
O Perímetro olhado , por sua vez é obtido pelafórmula:
P = b+2h√𝟏+𝒁𝟐
Emque:
P = Perímetro molhado(m);
b = Base menor(m);
h = Altura (m);e
Z = Talude, sendo que:
Z=Y/h
Então, como Y = 2h, Zser:
Z=Y/h = 2h/h = 2x0,25/0,25 = 2,logo,
P = b + 2h√5,então
P1 = 0,14 +2 x 0,25 √5 =P1=1,26
P2 = 0,78 + 2 x 0,25 √5 = P2 = 1,90, Então P14= 8,46 + 0,25 √5 = P14 =9,58
Os Raios Hidrulicosserão:
𝑨
R =
E assim até o ultimo terraço, em que seteria:
R1= A1/P1….Rn = Na/Pn
Então:
R1=A1/P1 = 0,16/1,26 = 0,127 R2=A2/P2 = 0,78/1,90 =0,168
E assim até o 14º terraço = R14=A14/P14=2,24/9,58 = R14 =0,234
Admitindo-se que o canal ser de terra, com fundo e lateral com vegetação densa , consulta-se o Quadro 17, para Coeficiente de rugosidade(n)
Considerando:
n=0,100
I=6% = 0,06m.m-1, então I½ =0,2449,
Aplicandona Formula deanningteremos:
Velocidademédia do 1o.Terraço:
V1=(0,127 2/3 x 0,06 ½)/0,1 V1= 0,62m.s-1,
Se 0,62 m.s-1 é menor que a velocidade mxima permitida, ou seja 0,62<1,35 m.s-1, est dentro do limite permitido para esse tipo decanal
Clculo de “V” para os demais terraços: Segundoterraço:
V2=(0,1682/3 x 0,06 ½)/ n=
V2= 0,75 m.s-1
E assim sucessivamente até o 14ºterraço,
V14=(0,234 2/3 x 0,06½)/0,1 = V14= 0,93 m.s-1
Obrigado!
Luiz Diego Vidal Santos
Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)
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